基于多特征融合分析的羽流烟雾区域识别

针对固体火箭发动机飞行试验中喷管排出的羽流烟雾光学信号的准确测量,应用数字图像处理技术提取羽流烟雾的静态和动态特征进行羽烟识别。为了滤除外场复杂环境对烟雾测量的干扰,设计了具有等间距的黑白条纹背景板。在黑条纹区域采用自适应的灰度阈值提取烟雾特征,在白条纹区域根据RGB和HSV颜色空间综合的方法提取烟雾特征,结合帧间差分法提取视频序列中烟雾区域的扩散边界。基于烟雾静态和动态特征综合的算法编写了烟雾处理软件,通过处理大量烟雾视频数据进行验证试验,证明羽流烟雾的识别能够有效提高光学信号测量的准确度。     

基于随机遮挡和多粒度特征融合的行人重识别

针对行人重识别中存在遮挡及行人判别特征层次单调的问题,在IBN-Net50-a网络的基础上,提出了一种结合随机遮挡和多粒度特征融合的网络模型。通过对输入图像进行随机遮挡处理,模拟行人被遮挡的真实情景,以增强应对遮挡的鲁棒性;将网络分为全局分支、局部粗粒度互融分支和局部细粒度互融分支,提取全局显著性特征,同时补充局部多粒度深层特征,丰富行人判别特征的层次性;进一步挖掘局部多粒度特征间的相关性进行深度融合;联合标签平滑交叉熵损失和三元组损失训练网络。在3个标准公共数据集和1个遮挡数据集上,将所提方法与先进的行人重识别方法进行比较,实验结果表明：在Market1501、DukeMTMC-reID、CUHK03标准公共数据集上,所提方法的Rank-1分别达到了95.2%、89.2%、80.1%,在遮挡数据集Occluded-Duke上,所提方法的Rank-1和mAP分别达到了60.6%和51.6%,均优于对比方法,证实了方法的有效性。     

基于多特征融合与RF的球磨机滚动轴承故障诊断

由于冶金工业工况复杂,很难从单一信号中获取高质量的故障特征,诊断效果不佳。针对直接使用电流和振动信号进行融合,不能体现2类信号在不同频段上的优势和彼此之间的互补信息,而影响诊断性能的问题,提出一种基于振动和电流信号的多特征互补融合故障诊断方法。将振动信号和电流信号的高频系数特征通过最大绝对值规则融合,形成体现高频段特征的互补特征;将振动信号和电流信号的低频系数特征通过稀疏表示（SR）融合,形成体现低频段特征的互补特征。通过定义由多特征组成的特征矩阵融合全频段特征,增强全局特征表征能力。采用递归特征消除法消除融合后的冗余特征,提高分类精度,结合随机森林（RF）对轴承故障状态进行分类。实验结果表明：所提方法相比基于振动信号和基于电流信号的诊断结果更加准确。     

基于多特征融合的航天器锂电池健康评估技术

传统的航天器蓄电池可靠性试验按照最大放电深度进行定额充放电,所构建的失效模型用于支撑航天器总体可靠性设计,不能用于在轨锂离子蓄电池健康评估任务;航天器在蓄电池遥测的采样率、精度、样本量方面无法与民用领域相比,基于高采样、大样本的民用蓄电池健康估计方法也不适用于在轨锂离子蓄电池健康评估。针对该问题,从在轨航天器蓄电池数据特性出发,挖掘在轨状态下所能提取的退化特征,并采用多特征综合评价方法,设计了一种基于多特征融合的在轨锂离子蓄电池健康评估方法,实现了在轨蓄电池放电内阻、同放电深度下的终端电压、恒压充电时间3项退化特征融合的健康量化评估,应用于某型号卫星的在轨监测与健康评估,具有良好的工程实用性,可作为国内航天器健康评估技术的参考。     

基于高置信局部特征的车辆重识别优化算法

根据车辆重识别中区域置信度不同,提出了基于高置信局部特征的车辆重识别优化算法。首先,利用车辆关键点检测获得对应的多个关键点坐标信息,分割出车标扩散区域和其他重要的局部区域。根据车标扩散区域的高区分度特性,提升局部区域的置信度。使用多层卷积神经网络对输入图片进行处理,根据局部区域分割信息,对卷积得到的特征张量进行空间维度上的切割,获得代表全局信息和关键局部信息的特征张量。然后,通过全连接层特征张量转化为表示车辆个体的一维向量,计算损失函数。最后,在测试阶段使用全局特征,并利用训练好的车标扩散区域提取分支获得高置信局部特征,缩短局部识别一致的车辆目标距离。在典型车辆重识别数据集VehicleID上进行测试,验证了所提算法的有效性。      

基于多分辨率特征自选择的遮挡物识别算法

光伏组件的遮挡物识别是光伏运维系统中不可或缺的环节,传统识别算法多依赖人工巡检,成本高昂且效率低下。基于卷积神经网络,提出了一种面向光伏组件的遮挡物识别算法PORNet。通过引入特征金字塔,构建多个分辨率下具有丰富语义信息的图像特征,提升对遮挡物尺度和密度的敏感性。通过特征自选择,筛选出语义最具代表性的特征图,以加强物体环境的语义信息表达。用筛选出的特征图完成遮挡物识别,从而提升识别准确率。在自建光伏组件落叶遮挡数据集上进行了实验比较和分析,并对识别性能进行了评估,通过与现有物体识别算法相比,所提算法的准确率和召回率分别提升了9.21%和15.79%。      

嵌入注意力机制的多尺度深度可分离表情识别

针对面部表情识别中,传统机器学习方法特征提取较为复杂,浅层卷积神经网络识别率不高,以及深度卷积神经网络易带来梯度爆炸或弥散的问题,构建了残差网络嵌入注意力机制的多尺度深度可分离表情识别网络。通过多层多尺度深度可分离残差单元的叠加进行不同尺度的表情特征提取,使用CBAM注意力机制进行表情特征的筛选,提升有效表情特征权重的表达,削弱训练数据的噪声影响。所提网络模型在Fer-2103和CK+表情数据集分别取得了73.89%和97.47%的准确度,表明所提网络具有较强的泛化性。      

利用多尺度区域权重的红外可见光图像融合

针对红外、可见光图像融合,提出了一种利用多尺度区域权重的方法,获得既具有良好视觉效果又能保留和继承特征细节的融合结果。首先,通过改变平滑滤波的参数构建多尺度分解,获得一系列具有不同细节的双波段图层;其次,基于每一图层生成区域权重图,实现双波段图层融合;最后,利用适当的系数对融合后的图层进行合成,获得最终的融合结果。通过对比实验结果的主客观评价分析,证明本文方法能够产生最佳视觉效果的融合图像,能保留和突出原始双波段图像中的细节与特征,并能获得最佳的客观评价指标。     

基于压敏漆的多羽流气动力效应试验研究

多股羽流相互作用会形成复杂流场形态的干扰羽流,为了对干扰羽流开展气动力效应试验研究,采用压敏漆（PSP）表面压力光学测量技术,对以常温空气为工质的单喷嘴羽流和双喷嘴干扰羽流撞击平板模型的气动力进行了高分辨率的全场测量,分析了喷嘴和平板间不同入射距离和入射角对羽流气动力作用强度和范围的影响。试验结果表明,以高透氧聚合物为基层的压敏漆在羽流气动力测量中具有快速响应的特性,能分辨Pa级的微小压力变化。相对传统离散测压孔方法,压敏漆温度敏感度低,能捕捉大梯度的压力变化,准确描述羽流气动力效应。通过对比,发现干扰羽流对气动力具有明显增强作用,且增强作用随着入射距离的降低而减弱,干扰羽流的气动力不能直接用单股羽流的气动力进行线性叠加;羽流相互作用增强羽流返流,在航天器设计中需要考虑多股羽流相互作用后的羽流防护问题。      

基于深度神经网络的空间目标结构识别

利用空间目标雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)序列开展空间目标结构识别是空间态势感知的重要组成部分。文章针对 RCS序列受目标物理特性、姿态特性影响大,序列信号非平稳特征明显的问题,利用深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）算法解决空间目标结构特征识别的问题;针对特征提取不具区分度的问题,提出利用分形分析提取RCS序列的分数维特征,并利用Fisher判决率对传统特征进行选取;介绍了DNN算法以及数据处理过程;最后,利用一组仿真测试数据对算法进行了仿真验证。分析结果表明,DNN算法在解决利用RCS序列进行目标结构识别这一问题中具有鲁棒性强、识别准确的特点。     

砝码校准能力验证方案的设计

借鉴质量管理体系的理念和方法,结合能力验证的规则和特点,阐述了砝码能力验证方案的设计过程,具体分析了设计方案的评审、实验室分组、样品传递、结果报告发布等各阶段的内容。经实践验证,设计方案合理,控制效果显著。     

基于VB.NET的砝码自动校准系统软件设计与实现

介绍了一种基于VB.NET的砝码自动校准系统软件,能够实现密闭环境中微干扰、高精度、高效率的砝码自动校准工作,并应用于砝码检定校准工作。软件设计采用VB.NET串口通讯、PLC可编程控制器、Access数据库、OLE Office自动化技术,主要实现了砝码自动校准过程设置、砝码信息数据库管理、自动生成实验报告、天平控制、自动校准过程监控等功能。     

为E1等级砝码配套的20kg全自动多量程电子天平

介绍了一款全新的20kg全自动多量程电子天平。通过同步加载、刀子刀承不脱离、自动定心、砝码自动交换及自动检定等创新技术的应用,该天平能作为E1等级砝码的配套天平。通过试验分析了利用该天平配合E1等级砝码校准E1等级砝码的校准结果的不确定度评定及验证。     

E2等级砝码折算质量的不确定度评定

被检砝码折算质量值的不确定度评定结果,关系到上级砝码标准装置是否满足量传要求,是质量控制的关键点之一。以E1等级砝码标准装置量传E2等级砝码为例,分析了被检砝码折算质量的不确定度。     

地面放射性测量模型γ剂量率值空间分布规律研究

地面模型是根据IAEA174号报告研建的用于校准便携式γ能谱仪、γ辐射仪的计量标准装置,最初主要用于地质勘查。2016年至2018年,新研建了钾含量30 %（YK3）和铀含量1 %（YU4）的两个模型,并确定了模型量值。远离模型表面中心位置的剂量率较低,随着中心点的接近,剂量率逐渐上升,YK3和YU4的剂量率坪区分别为模型中心点及周围半径约40 cm和50 cm范围内,在坪区内剂量率变化均不大于0.6 %;在参考点3.0 cm上的剂量率分别为320.8 nGy·h^-1和4.3×10⁴ nGy·h^-1;超过3.0 cm时,剂量率随高度呈非线性变化;根据不同高度上的理论计算和实测结果比对,在40 cm高度实测范围以内,YK3实测结果与理论计算结果相对偏差在3 %范围以内,120 cm高度实测范围内,YU4实测结果与理论计算结果相对偏差在2 %范围以内。     

动态真空校准装置的设计

动态真空校准装置由供气系统、抽气系统、校准系统、烘烤系统、测控及分析系统五部分组成。利用快开超高真空插板阀与限流元件组合的方法,在20ms至1s的时间范围内实现标准压力105Pa至100Pa范围的瞬态阶跃变化。采用稀薄流下DSMC法与连续流下Navier-Stokes方程相结合的模型,确定快速膨胀过程中标准压力时间常数。动态真空校准装置预计达到的技术指标为校准范围10-1Pa～105Pa,合成标准不确定度小于15%。     

卫星数管等效器自校准功能的软件设计

针对某卫星数管等效器,设计了适应其自校准功能的软件部分。利用最小二乘法的曲线拟合方法以软件实现对AD的校准功能,提高数据采样的精度;根据参数校准的校准方法,阐明软件的设计思路与实现形式。设计表明,数管等效器的自校准功能能够满足其硬件的要求,提高可靠性,软件设计合理。     

基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计

为使SGCMG系统在有效回避奇异的同时能够较精确地输出期望力矩, 设计了一种基于力矩输出能力最优原理的SGCMG联合操纵律. 根据期望力矩矢量及SGCMG力矩输出的几何关系, 提出了新的系统奇异状态指标, 给出使力矩输出能力最优的框架角速度; 引入优化指标, 使得框架转速误差和输出力矩误差的混合二次型最小, 保证在力矩输出能力达到最优的同时也使得输出力矩误差最小. 采用奇异值分解理论证明了联合操纵律在奇异面处不存在框架锁定现象, 能够有效地逃离奇异, 同时分析了所设计操纵律的力矩输出误差. 以金字塔构型SGCMG系统为例, 对所设计的联合操纵律分别进行了恒定力矩仿真和卫星大角度机动仿真. 仿真结果表明, 联合操纵律能够顺利回避角动量奇异面, 不存在奇异鲁棒操纵律存在的框架锁定现象, 且输出力矩误差较非对角奇异鲁棒操纵律小, 能够顺利完成航天器大角度机动任务.     

用于压力传感器校准的高低温试验箱设计

基于压力传感器在高低温环境下的校准需求,设计了一种专用高低温试验箱。其控制温度范围可达到-120℃[KG-*4]~[KG-*7]500℃。提出了高低温试验箱的总体方案,介绍了宽温区温度的实现方法以及高温和低温系统不兼容的解决方法和控制流程。试验验证结果显示,高低温试验箱达到了实现宽温区温度的目的,满足设计指标要求。     

离轴反射式星敏感器地面标定设备光学系统设计

在星敏感器随航天器升空完成姿态测量任务之前,需在地面对其进行标定试验.为满足星敏感器更高精度标定要求,针对常规地面标定设备光学结构在应对大口径、长焦距、宽光谱需求时存在的弊端,设计了一种离轴光管作为准直光学系统,研究了离轴光管装调方法,并对像质进行了评价.重点研究了一套照明系统对星点亮度进行精确控制,采用LED阵列式背光板为光源,并利用照度计对光源亮度进行多次测试,测得的数据表明可对7个连续星等进行模拟,相邻星等间亮度模拟误差小于0.8%.所设计的光学系统可为研制深空探测星敏感器提供地面标定基础.